Grobian oder Sensibelchen? Forscher können jetzt die Feinfühligkeit von Cobots bewerten

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Bei der Roboter-Mensch-Kollaboration hängt viel davon ab, wie sensibel der Roboter reagieren kann, wie Forscher der TU München sagen. Nun haben sie für die Beurteilung dafür ein System geschaffen ...

Wenn autonome Roboter mit Menschen interagieren und selbstständig Aufgaben erledigen sollen, ist das Feingefühl von Robotern entscheidend dafür, ob alles unfallfrei abläuft. Bisher, merken Forscher von der Technischen Universität München (TUM) an, gab es aber kein standardisiertes Verfahren, mit dem diese Feinfühligkeit – und damit die Eignung („Fitness“) – für physische Interaktionen einzelner Roboter bestimmbar gewesen wäre. Doch am Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) der TUM habe man nun ein Bewertungsschema entwickelt, mit dem sich Industrieroboter, künftig aber auch mobile oder humanoide Roboter sowie robotische Hände miteinander vergleichen ließen. Die TUM-MIRMI-Testmethodik hat nach Ansicht des stellvertretenden MIRMI-Direktors Prof. Achim Lilienthal, durchaus das Potenzial, sich als industrieller Prüfstandard zu etablieren. Das wären praktisch die Voraussetzungen für eine Art Gütesiegel im Robotikbereich.

Erste Versuche erfolgten mit einarmigen Robotern

Zuerst haben die MIRMI-Forscher dazu einarmige Roboter gängiger Hersteller, die in der Industrie und Forschung eingesetzt werden, untersucht und kategorisiert. Viele Roboterarme würden nämlich zwar ähnlich aussehen, hätten aber dennoch ihre individuellen Stärken und Schwächen. Die Sensoren, die Motoren sowie das eigentliche „Gehirn“ der Maschinen nebst Steuerungseinheit unterscheiden sich also durchaus. Deshalb entstehen Systeme, die in ihren Grundfähigkeiten sehr verschieden sind, wie es weiter heißt. Die einen sind etwa kraftvoll und präzise in ihrer Bewegung, während die anderen sanft, flexibel und gefühlvoll im Umgang mit ihrer Umwelt sind. Um diese Unterschiede und den kontinuierlichen Fortschritt der Robotik sichtbar zu machen, hat man mit Blick auf den Baum des Lebens von Charles Darwin den sogenannten „Tree of Robots“ entwickelt. In Anlehnung an den Darwins Baum des Lebens stellt bekanntlich die fundamentalen, unterschiedlichen Anpassung verschiedener Spezies in ihren Lebensraum dar, was die MIRMI-Experten aber auf Roboter übertragen haben. Dafür schauen sie sich die Grundfähigkeiten eines Roboters an, die in Prozessen benötigt werden – etwa, wie gut er einem vorgegebenen Weg folgt, eine Position einnimmt, wie sanft er Kontakt mit Oberflächen herstellen kann. Aber auch, wie sicher er im Umgang mit Kollisionen zwischen Roboter und Mensch ist, wird untersucht.

Robotersensibilität mit nur einem Blick erkennen

Allein für die so genannte Taktilität von Robotern gibt es schon 25 Messwerte, die insgesamt beschreiben, wie gefühlvoll der Roboter im physischen Kontakt mit seiner Umgebung ist, heißt es von den Experten. Dabei gehe es unter anderem darum, herauszufinden, ob etwa die Kraft, die auf eine Oberfläche wirken soll, in der Praxis nicht doch höher ist als beabsichtigt, oder ob ein Roboter Verletzungen beim Menschen verursachen kann. Aus dem Muster, das sich auf Basis der 25 Messwerte auf einem Spinnendiagramm abzeichnet, könnten selbst Laien auf einen Blick erkennen, wie gefühlvoll der Roboter ist. Je nach den Leistungen der einzelnen Systeme unterteilen die Forscher die verschiedenen Roboter dann in die Klassen „Industrial Robots“, „Cobots“, „Softrobots“ sowie „Tactile Robots“. Gehe es um einen Roboter für die Chirurgie, sei für den Roboterarm nämlich vor allem Präzision gefragt. Beim Einsatz im Lager oder in der Produktion werde man eher auf Kraft und Belastbarkeit setzen – also auf die Fähigkeit, bestimmte Bewegungen viele Male hintereinander ausführen zu können. Derzeit kombinieren die Münchener Experten auch schon bestehende Bewegungsmetriken mit den neuen taktilen Messmethoden, um so erstmals einen Überblick über die Gesamtheit der Grundfähigkeiten für physische Interaktion eines robotischen Systems zu erhalten.

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